【儀商網(wǎng)-儀器儀表前沿】核磁共振掃描儀是可以抓拍腦部活動的照片，然后再通過某種軟件就可以將受試者所看到的圖像還原出來的儀器。

磁共振掃描儀那黑黝黝、隆隆作響的“洞穴”，對于普通人來說是個讓人感到封閉、孤獨的地方。

那么，對人類社交活動感興趣的科學家，該如何在被試者孤立的情況下，捕捉到一個忙于社交互動的大腦的信息呢？兩支研究小組給出了一個奇妙的解決方案：讓兩個被試者共用一臺掃描儀。

可用于雙人同測的磁共振掃描儀，其中一臺正在美國國家科學基金會（NSF）的支持下進行研發(fā)，另一臺已經(jīng)進行了初次測試，相關(guān)結(jié)果上月以預(yù)印本的形式發(fā)表。

然而，目前雙人磁共振掃描儀的設(shè)計還不能用科學回報證明其成本和復(fù)雜性，此外，兩名被試者不得不緊緊抱在一起。

但是，兩支研究小組希望通過上述實驗開辟新方法，研究大腦如何通過面部表情、眼神交流和肢體接觸，交換微妙的社交和情感線索。

“這個工具可以極大擴展研究調(diào)查的可能性?！甭蹇朔评沾髮W神經(jīng)學家Winrich Freiwald說，“這太令人興奮了”。

功能性磁共振成像（fMRI）如今已經(jīng)是研究社會過程的一種常見工具，它通過血氧改變來估計神經(jīng)活動。

但是，與真實的社交互動相比，這些實驗是“簡化和人為的”，芬蘭圖爾庫大學神經(jīng)學家Lauri Nummenmaa說，被試者通常是躺在掃描器里看臉部靜態(tài)照片或聽語音錄音進行互動。但是，照片不能顯示出人臉上細微的情感流動，錄音也無法完成真實的對話、交流。

為此，研究人員不得不在掃描儀中創(chuàng)造實時互動的情境。

2002年，美國貝勒醫(yī)學院神經(jīng)學家Read Montague和同事發(fā)表了研究，他們同時記錄了不同的、相互連接的磁共振掃描儀中人的活動。通過這種方法，研究人員可以捕捉到在線游戲或通過音視頻源進行交流時人們的神經(jīng)活動。

哥倫比亞大學神經(jīng)學家和磁共振成像物理學家Ray Lee說，即使采用上述方法，“大量的人際交互信息也會被漏掉”。

所以，在過去10年里，他一直探索將一個功能性磁共振成像裝置一分為二，同時供兩人使用。這就需要一對特殊的頭部線圈，使研究人員能夠從兩個相鄰的大腦中讀取不同的信號。被試者需側(cè)臥，雙腿接觸磁共振成像磁鐵，頭部被這些籠狀的金屬線圈環(huán)繞，通過窗口相互凝視。

2012年，在普林斯頓大學，Lee和同事發(fā)表了第一篇關(guān)于雙人磁共振裝置的論文，他預(yù)估要花費20萬美元才能為另一個實驗室提供相同裝置。

Nummenma和芬蘭阿爾托大學的同事則共同開發(fā)了第二臺雙人fMRI。

這臺掃描儀使用了不同類型和形狀的頭部線圈，但被試者被置于近乎擁抱的姿勢。

在此之前，研究小組曾嘗試了一種不那么親密的姿勢，像獅身人面像一樣，將被試者腹部朝下，面對面安置。但Hari指出，這個姿勢“對脖子很不友好”。

在2019年12月10日的BioRxiv預(yù)印本中，研究小組發(fā)布了一項早期技術(shù)測試：讓一對朋友或親密伙伴輪流輕拍對方嘴唇，同時對雙方神經(jīng)活動進行記錄。通過這項測試，研究人員驗證了掃描儀能夠檢測到錄音指令下，與敲擊手指的視覺和敲擊觸覺相對應(yīng)的大腦活動。

同樣的，Lee所進行的第一個研究問題也相對簡單：共享掃描儀中的大腦活動與遠程視頻連接中的活動有何不同？當人們進行眼神交流時，大腦網(wǎng)絡(luò)的哪一區(qū)域會亮起來？他仍在分析2012年的實驗數(shù)據(jù)并提交研究成果，但在2019年秋，他的團隊從NSF獲得了近100萬美元，用于設(shè)計研發(fā)一個信號質(zhì)量提高、能掃描更多大腦的線圈。

盡管這項研究有其局限性，但Lee認為，雙人磁共振掃描儀將捕捉到長期被神經(jīng)成像忽視的社交大腦研究的各個方面。他計劃通過掃描儀觀察自閉癥和非自閉癥兒童，在進行眼神交流和與父母互動時的腦動力學差異。他預(yù)計，到今年秋，他的第一批被試者將一起體驗雙人磁共振。